Upload
others
View
88
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
Alina Maiereanu
Memorator dechimie
pentru clasele 9-12
4Booktet
Cuprins
1. Legile chimiei ....................32. Calcule chimice....... ........10
2.1 . Mdrimi utilizate in chimie ........... 1 02.2. Calcule pe baza formulelor chimice....... .......122.3. Calcule pebaza ecualiilor reacliilor
chimice ...................143. Structura atomului...... ........................16
3.1. Nucleulatomic. lzotopi ..............163.2. Structura inveligului de e|ectroni................... 1 g
3.3. Configu ra[ia electronicd ............ ....................213.4. Corelalia dintre structura inveligului
electronic Ai pozifia in sistemul periodic .......223.5. Corelatia dintre pozilia unui element in
sistemul periodic Ai proprieti[ile luifizicegichimice... .............24
4. Legdturi chimice....... .......304.1. Legdtura ionici .......304.2. Legdtura covalentd ....................924.3. Legdtura covalent-coordinativd ....................38
5. lnterac{ii intermoleculare ............. ......406. Solutii .:................. ...........43
6. 1 . Concentratia procentuald .......... ...................446.2. Concentratia molard ..................45
7. Reactii cu transfer de electroni .........'46
7. 1. Oxidare gi reducere ..................46
7.2. Numdr de oxidare (N O.) .........-.47
7.3. Calculul coeficien(ilor intr-o reactie redox.....49
B. Elemente galvanice ........50
8. 1 . Elemente constructive ..................................50
8.2. Potentiale standard de electrod. . ................51
8.3. Seria electrochimicd a elementelor .........'....54
9. Electroliza................ .......56
1 0. Efecte termice in reactiile chimice ..................'...6010.1 . Cildura de reactie ................."60'1 0.2. Cdldura de formare........."................ "..........611 0.3. Calculul cdldurii de reaclie.........................'63
11.Yileza de reaclie ...........65
12. Echilibrul chimic....... ........................67
13. Reac{ii cu transfer de protoni... ..'..---71
13.1. Teoria protoliticd a acizilor 9i bazelor... .....-,71
13.2. Produsul ionic al apei. pH .............. ....--.-""'7413.3. Echilibre in soluliiapoase de acizigi baze..'.75
13.4. Calculul pH-uluiin solutiide acizigi baze...76
13.5. Hidroliza sdrurilor. .............-."".7714. Structura compugilor organici .......'.'80
14.1. Legdturi chimice in compugii organici......".8014.2. Calene de atomi de carbon ..............."........83
1 4.3. Nesaturarea echiva1entd.............................841 4.4. lzomeria compugilor organici ......................85
1 4.5. Clasificarea compugilor organici .............'...89
Editura Bookletwww.booklet.ro
Pentru @menzi:
tel: 021 430.3095email: [email protected]: wwwbooklet.ro
Descrierea CIP a Bibliotecii Nalionale a RominieiMAIEREANU, ALINA
Memorator de chimie pentru clasele 9-12 I Alina Maiereanu. -
Ed. rev. - Bucuregti : Booklet, 2016tsBN 978-606-590-328-9
54(075)
I. LEGILE CHIMIEI
r Legea conserverii masei substantelor(M. V. Lomonosov, A. L. Lavoisier - 17741
intr-un proces chimic, suma maselor substanlelorcare intrd in reaclie este egald cu suma maselorsubstantelor care rezultd din reaclie.
Legea conservdrii masei se verificd numai cu unitdfide masi gi std la baza stabilirii formulelor, ecuatiilor 9icalculelor chimice.
Aceastd lege este valabild pentru reactii chimiceobignuite. in reacliile nucleare in care se degajdenergii mari se aplicd legea conservirii masei gienergiei:
Suma maselor reactantilor este egald cu sumamaselor produgilor de reaclie plus deficitul de masd,dat de rqla{ia lui Einstein: AE=Am.c2
unde:AE este variata de energieAm este variatia de masi (deficitul de masd)c este viteza luminii (c=3.108m.s 1)
,,,,, lldhlll,,,,,
F,,.gnHF"l
@ Editura Booklet,2016Toate drepturile asupra lucrdrii apartin editurii
r Legea proportiilor definite (J' L' Proust'1799)
Fiecare substan{d are o compozilie constantd'
indiferent de calea prin care a fost oblinutd'
Elementete care o compun se combind in proportii
de masd constante.
De exemplu, apa se poate obline prin mai multe
reacfii:Hz+1l2oz+ HroNaOH+HC| + NaCl+H2O
CHo+2gr-+ COr+lflrgdar in toate cazurile raportul de combinare este
H:O=2:16=1:8.
+1g hidrogen se combind cu 89 oxigen formAnd 99
ape.
= un exces de hidrogen sau de oxigen in amestecul
de reaclie rdmdne necombinat'
Cantitatea in grame dintr-un element' care se
combind cu 1g hidrogen sau 89 oxigen' se numegte
echiValent chimic al elementului respectiv'
Relalia de calcul a echivalentului chimic:
E = A unde: A este masa atomicd a elementului- n n este numdrul de oxidare al
elementului in combinalia chimicd'
r Legea proporfiilor echivalente(J. B. Richter gi K. F. Wenczel - 17911
Dacd mo grame de A (cu masa atomicd Ao) secombind cu mB grame de B (cu masa atomicd Ar)pentru a forma un compus AxBy, atunci:
mo _ x.Ar =EamB y.Aa EB
Substanlele reactioneazd in cantitdti proportionalecu echivalentii lor chimici.
Calculul echivalentului chimic:f;i:::iiiil
-ALelement * n e""=f=zs
rxiuffii-tir.:,t,,ni:l
EI l.atomi etement x N'O'"1"r"n1
En,,o. = #=a,| : ).:;',,r.',:t1;,1',
\ciuiti.:'l'.-].: - !l ,l:i:i
"'i,:i:i:
- Macic
nr. H*cedati
EHcr=ff=36,s
E",soo = T=0,.,rrlii!r'll..]
i i l,lrri:il:riiJ.:ij:.il
3.q-,, ,. jil.;:,
, i,,,ti.iii
E.--. = Mou"
saunr. H acceplail
- Mo".aEuaa = nrlffrp5ri 9;1
er"or=f=+o
Ec"(oH), = T=t,
3'iffi - M.tr"="u'" = n..*llb; tr_LFer(Sod)3 - = 66,66
4002x3
fxiOant riau .tleducAipl
M
nr. electroni transferali
Fg2+ -le- )Fe3+
er"=f=so
r Legea Propo{iilor multiPle
Dacd doud elemente reaclioneazd intre ele
pentru a forma mai multe combinalii' atunci'diferitele cantitdli ale unui element care se
combind cu aceeagi cantitate din at doilea element'
"" gat"t" intre ele in rapoarte exprimate prin
r Legea combiniriiin volume a gazelor
Volumele substanlelor simple, gazoase' care se
combind, se aftd intre ete gi fald de volumul
substanlei compuse gazoase rezultate din reaclie'
intr-un iaport de numere intregi gi mici' dacd sunt
mdsurate in aceleagi condilii de presiune 9i
temperaturd.
Exempte:1 volum de hidrogen reac[ioneazd cu 1
volum de clor 9i rezultd 2 volume acid
clorhidric;
numere intregi gi mici'
Astfel, pentru 79 de azot, cantititile de oxigen
aflS in raportul masic 4:8:1216:20 sau 1:2:3:4:5'
2 volume de hidrogen reactioneazd cu 1
volum de oxigen gi rezultd 2 volume devapori de apd;
3 volume de hidrogen reactioneazd cu 1 volumde azot gi rezultd 2 volume de amoniac.
r Legea luiAvogadro (1811)
Volume egale de gaze diferite, aflate in aceleagicondilii de presiune gi temperaturd, contin acelaginumdr de molecule.
Volumul ocupat de lmol gaz in conditii normale(p=1atm 9i t=O'C) se numegte volum molar gi arevaloarea:
Y^=22,4 L'mol-1 sau V n=22,4m3.kmol-1
Numdrul lui Avogadro, No, reprezintd numdrul departicule (atomi, molecule, ioni pozitivi, ioni negativi)conlinute intr-un mol de substantd:
Nn=6,023. 1 023 particule/mol.
Legile gazelor idealer Legea Boyle - Mariotte (legea compresibilititii
izoterme)
La temperaturd constantd, produsul dintrepresiune givolumul unei mase determinate de gazeste canstant.
La T constant 1t,=tr;:lp,rtl,r=prv, I
r Legea Gay-Lussac (legea dilatabilititii izobare)
La presiune constantdn volumul o.cupat de o
masd determinatd de gaz variazd direct
proporlional cu temperatura absolutd'
La P constant (P',=Pr): ffiRelalia dintre temperatura absolutd' T' mdsuratd in
grade Kelvin, gi temperaturl 131u1atd in grade
6elsius, t, este datd de rela[ia: T=273+t"
r Legea Charles (legea dilatabilitdtii izocore)
La volum constant, presiunea unei mase
determinatedegazvariazddirectproportionalcutemPeratura absolutd'
La V constant (V,=Vr): ffir Eiualia de stare a gazului
10"11,-. "u povo
Forma generald a legilor gazelor este: 1- = T-
Pentru I mol gaz, $l = g , relalia de mai sus devine
pV=RT. To
Produsul dintre presiunea givolumul unui mol de gaz
este propo(ional cu temperatura absoluti a gazului'
Resteconstantageneraldagazelorperfectegiarediferite valoriin tunctrie de unitdlile parametrilor p' V' T
1 atm . 22,4 L lmol= 6,6s2 L+tTR=
273 K
oVl
" l'f * ou = #r'='= +F"-M l
* _ 760 mm Ig:23400 cm3 = oz+oo "tl#ftHg
R _ 1'013. rcs NlIt'T-. ?2' 4 m3 lkmot = 8, 31 . 1 03 **"Pentru n moli de gaz:
Ecuatia de stare a gazelor ideale permite sd sedetermine prin calcul:- masa molard a unui gaz:
- densitatea unui gaz:mPM
P_ V _
RT
r Legea amestecurilor de gaze (J. Dalton, 1806)
La volum constant, presiunea totald a unuiarnesfec de gaze (P) este egald cu suma presiunilorparliale ale gazelor componente:
P=P.'+Pr+...+Pn
Presiunea partiald a unui gaz din amestec depindede presiunea totald gi de frac[ia sa molard: pr=xr.P,pr=xr.P etc.
2. CALCULE CHIMICE
ft.llnitatea atomicd de masd, u' reprezintd a
douisprezecea parte din masa izotopului 13c
:
r u = f, m'Zc = 1,66054'10'27 kg
t Masa atomicd relativd,A, este numdrul care aratd
de cAte ori masa atomului respectiv este mai mare
decAt unitatea atomicd de masd'
Exemplu: mH=1,66'10-27kg; An = + = 1'008 =1
O substanld se reprezintd prescurtat prin formula
chimicd. Formula chimicd indicd:
- simbolurile elementelor chimice componente;
- raportul numeric al particulelor constituente (atomi
sau ioni).t Masa molwulard a unei substanle, M' se calculeazd pe-
b;,aza formulei chimice ca sumd a maselor atomice ale
elementelor componente, lindnd seama de indicii numerici'
incalculseutilizeazdvalorilerotunjitealemaseloratomice, cu exceplia masei atomice a clorului4"'=35'5'
Exe m pt e : M""(ro.)r=A""+2(AN+3Ao)= 1
94M"u"oo*ro
jAcu+As+4Ao+5(2A"+Ao)=250
t Molul reprezintd cantitatea de substan{d exprimatd-
in gr"t"'"are con{ine 6,023'1023 particule (atomi' ioni'
molecule).
t Masa molard, M, reprezintd masa unui mol desubstantd, este numeric egald cu masa moleculard gi
este exprimatd in g/mol.
Exe m pl u : Mr",=36,59/molM"",ror,r=1649/mol
t Numdrul de moli de substanfd, n, se calculeazd'.
n=#unde: m - masa de substanfd (g)
M - masa molard a substantei (g/mol)
1 kmol=103moli; 1 mmol=1 OrmoliNumdrul de particule, N, din n moli de substantd se
calculeazd: N=n.Nn.Volumul ocupat de n moli de gaz se calculeazd: V=n.Vr.
t Densitatea, p, se calculeazd: o = St Densitatea absolutda unuigaz, po, reprezintd densitatea
gazului aflat in condi$i normale gi se calculeazd:M
Oo=V,
t Densitatea relativd a unui gazAfa\d de alt gaz B se
calculeazd: d" =ffi.t Masa molard medie, M , caracteristicd unuiamestec
de gaze se calculeazd:
1. M = fr. v, *ft-.*, *...*ft .v"
unde: - ?1, a2, ..., an sunt procentele molare (procentele
de volum) in care se gesesc gazele 1' 2' "'' nin
amestec;- M1, M2, ... , Mn sunt masele molare ale gazelor'
2. M =x.,M,t+XzMz+ .'. +XnMn
unde: x.,, x2, ... , xn sunt frac[iile molare ale gazelor
* =-a i=r,n),",=1."r v1 +v2 +...+ vn A
Exemptu: Mu", =28,969/mol'
. :l?tei:ealsulF; ,.baza f orm u le I or c h i m i cer'
t Catcutul raportului de masd pentru o substanld AxBy:
mo - x'AorTls Y'Ae
unde:Ao, AB sunt masele atomice relative ale
elementelor A gi B'
t Calculul compozigiei procentuale a unei substanle:
Etape: - se calculeazd masa molard a substantei M;
- se calculeazd masa fiecdruielement din 1009
substanld'Exe m pt u : M"uror=64+32+64= 1 60g/mol
- 1609 buSOo'."649Cu""3295""64901 00g CuSO o" "ao/oCu " "'b%S" "'c%O
u = ffi .roo = 4o"/"cu; n = ffi 'roo = zo%s ;
"=ffi.roo =40%o
t Calculul formulei chimice pe baza compozilieiprocentuale:
Etape:- se imparte fiecare procent la masa atomici aelementului respectiv ob[inAndu-se numdrulde atomi-gram din 1009 substanld;
- numerele obtinute se impart la cel mai mic numdr
dintre acestea ob[inAndu-se formula su bstanlei.
Exemplu: 40% Cu,2A% S, 40% O. Se considerd formula:
cu:ffi = 0,625 atomi- gram Cu cu:x = ffi# =
e.4v-f$=o,ozsatomi-grams t,u= 9'93?'Y - 0,62s- '
o,#=2,5atomi-gramo o:z=ffu=+
in cazul substanlelor organice prin aplicareaalgoritmului prezentat se determind formula brutd.
Pentru calculul formulei moleculare este necesardcunoagterea masei moleculare.
Exemplu: Se cere formula substanlei cu compozitiaprocentuald 60%C; 13,33%H; 26,67%OcunoscAnd masa moleculard a acesteia M=60.
Se considerd formula CxHyOz.M1""ruo1n = n(3'12+8+1 6)=66n*U0n=60+n=1+CrHu
t Calculul formulei chimice pe baza raportului demasd a elementelor componente
Se procedeazd in modul prezentat mai sus.